Adds extension M instructions: not tested
This commit is contained in:
2
Makefile
2
Makefile
@@ -50,7 +50,7 @@ OBJCOPY := $(PREFIX)objcopy
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OBTOMEM := common/objtomem.awk
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OBTOMEM := common/objtomem.awk
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## Flags
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## Flags
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||||||
ASFLAGS :=-march=rv64i -mabi=lp64 -ffreestanding -nostdlib -T $(BENCH_DIR)/link.ld
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ASFLAGS :=-march=rv64im -mabi=lp64 -ffreestanding -nostdlib -T $(BENCH_DIR)/link.ld
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CFLAGS :=$(ASFLAGS)
|
CFLAGS :=$(ASFLAGS)
|
||||||
ELFFLAGS :=$(ASFLAGS) $(MEM_DIR)/crt.o -Os -fno-unroll-loops
|
ELFFLAGS :=$(ASFLAGS) $(MEM_DIR)/crt.o -Os -fno-unroll-loops
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||||||
ODFLAGS :=-j .text -j .rodata -j .data -s
|
ODFLAGS :=-j .text -j .rodata -j .data -s
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18
bench/tests/op/mul.s
Normal file
18
bench/tests/op/mul.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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# expected: 0000000000000000, ffffffffdead0000, 045680e900000000, 0000000021530000
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.text
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_start:
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lui x2, 0xdead0
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lui x3, 0x0
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addi x4, x0, 0x1
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||||||
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addi x5, x0, (-1)
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lui x6, 0xdead0
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# Mul 0
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mul x31, x2, x3
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# Basic multiplications
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mul x31, x2, x4
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mul x31, x2, x6
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|
# Overflow
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||||||
|
mul x31, x5, x2
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18
bench/tests/op/mulh.s
Normal file
18
bench/tests/op/mulh.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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# expected: 0000000000000000, 0000000000000000, ffffffffbd5a0000, ffffffffdeacffff
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.text
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_start:
|
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|
lui x2, 0xdead0
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lui x3, 0x0
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addi x4, x0, 0x1
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addi x5, x0, (-1)
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lui x6, 0xdead0
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# Mul 0
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mulh x31, x2, x3
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# Basic multiplications
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mulh x31, x2, x4
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mulh x31, x2, x6
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# Overflow
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mulh x31, x5, x2
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18
bench/tests/op/mulhsu.s
Normal file
18
bench/tests/op/mulhsu.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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# expected: 0000000000000000, 0000000000000000, ffffffffbd5a0000, ffffffffdeacffff
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.text
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_start:
|
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|
lui x2, 0xdead0
|
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|
lui x3, 0x0
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|
addi x4, x0, 0x1
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||||||
|
addi x5, x0, (-1)
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||||||
|
lui x6, 0xdead0
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|
# Mul 0
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|
mulhsu x31, x2, x3
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||||||
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# Basic multiplications
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|
mulhsu x31, x2, x4
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||||||
|
mulhsu x31, x2, x6
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|
# Overflow
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||||||
|
mulhsu x31, x5, x2
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@@ -3,11 +3,15 @@ package projet
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|||||||
import chisel3._
|
import chisel3._
|
||||||
import chisel3.util.switch
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
import chisel3.util.is
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
import chisel3.util.Cat
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||||||
|
import chisel3.util.Fill
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||||||
object AluOpCode extends ChiselEnum {
|
object AluOpCode extends ChiselEnum {
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||||||
val Add, AddW, Sub, And, Or, Xor, ShiftLeft, ShiftRight,
|
val Add, AddW, Sub, Mul, Mulh, Mulhsu, Mulhu, Div, Divu, Rem, Remu, Mulw,
|
||||||
|
Divw, Divuw, Remw, Remuw, And, Or, Xor, ShiftLeft, ShiftRight,
|
||||||
ShiftArithmeticRight, LessThanSigned, LessThanUnsigned,
|
ShiftArithmeticRight, LessThanSigned, LessThanUnsigned,
|
||||||
GreaterEqualSigned, GreaterEqualUnsigned, Equal = Value
|
GreaterEqualSigned, GreaterEqualUnsigned, Equal =
|
||||||
|
Value
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
class Alu extends Module {
|
class Alu extends Module {
|
||||||
@@ -32,6 +36,63 @@ class Alu extends Module {
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|||||||
io.out := io.a - io.b;
|
io.out := io.a - io.b;
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
is(Mul) {
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|
io.out := (io.a.asSInt * io.b.asSInt).asUInt;
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|
}
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||||||
|
|
||||||
|
is(Mulh) {
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||||||
|
io.out := ((io.a.asSInt * io.b.asSInt) >> 64.U).asUInt;
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Mulhsu) {
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||||||
|
io.out := ((io.a.asSInt * io.b).asSInt >> 64.U).asUInt;
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
is(Mulhu) {
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||||||
|
io.out := (io.a * io.b) >> 64.U;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
is(Div) {
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||||||
|
io.out := (io.a.asSInt / io.b.asSInt).asUInt;
|
||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
is(Divu) {
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||||||
|
io.out := io.a / io.b;
|
||||||
|
}
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||||||
|
is(Rem) {
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||||||
|
io.out := (io.a.asSInt % io.b.asSInt).asUInt;
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||||||
|
}
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||||||
|
is(Remu) {
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||||||
|
io.out := io.a % io.b;
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|
}
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|
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||||||
|
is(Mulw) {
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||||||
|
val res = (io.a.asSInt * io.b.asSInt).asUInt
|
||||||
|
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Divw) {
|
||||||
|
val res = (io.a(31, 0).asSInt / io.b(31, 0).asSInt).asUInt;
|
||||||
|
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Divuw) {
|
||||||
|
val res = io.a(31, 0) / io.b(31, 0);
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||||||
|
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Remw) {
|
||||||
|
val res = (io.a(31, 0).asSInt % io.b(31, 0).asSInt).asUInt;
|
||||||
|
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Remuw) {
|
||||||
|
val res = io.a(31, 0) % io.b(31, 0);
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||||||
|
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
is(And) {
|
is(And) {
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||||||
io.out := io.a & io.b;
|
io.out := io.a & io.b;
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|||||||
@@ -78,9 +78,12 @@ object OpCode extends ChiselEnum {
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|||||||
// Perfomrs some operation with rs1 and rd2
|
// Perfomrs some operation with rs1 and rd2
|
||||||
// and writes back to a register
|
// and writes back to a register
|
||||||
|
|
||||||
// add, and, or, xor, sll, srl, sra, slt, stlu
|
// add, and, or, xor, sll, srl, sra, slt, stlu, mul, mulh, mulhsu, mulhu, div, divu, rem, remu
|
||||||
val OpR = "b0110011".U;
|
val OpR = "b0110011".U;
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||||||
|
|
||||||
|
// mulw, divw, remw
|
||||||
|
val OpMw = "b0111011".U;
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||||||
|
|
||||||
// Type J
|
// Type J
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||||||
val JAL = "b1101111".U
|
val JAL = "b1101111".U
|
||||||
|
|
||||||
@@ -150,6 +153,12 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
opR(funct3, funct7, io);
|
opR(funct3, funct7, io);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// OpMw instructions
|
||||||
|
is(OpCode.OpMw) {
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||||||
|
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
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||||||
|
opMw(funct3, io);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// J instructions
|
// J instructions
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||||||
is(OpCode.JAL) {
|
is(OpCode.JAL) {
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add // ALU is unused
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Add // ALU is unused
|
||||||
@@ -305,7 +314,7 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
val SUB = "b0100000".U
|
val SUB = "b0100000".U
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B;
|
io.mux_alu_imm := true.B;
|
||||||
switch(funct3) {
|
switch(funct3) {
|
||||||
@@ -358,6 +367,12 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Switch to mul extension
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|
val RV32M_FUNCT7 = "b0000001".U
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||||||
|
when(funct7 === RV32M_FUNCT7) {
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||||||
|
opM(funct3, io);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the branch kind
|
// Implements functions for all instruction of the branch kind
|
||||||
@@ -505,4 +520,74 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
// Implements functions for instructions of the M extension of type R
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||||||
|
def opM(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
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||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpM instruction
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||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val MUL = "b000".U
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||||||
|
val MULH = "b001".U
|
||||||
|
val MULHSU = "b010".U
|
||||||
|
val MULHU = "b011".U
|
||||||
|
val DIV = "b100".U
|
||||||
|
val DIVU = "b101".U
|
||||||
|
val REM = "b110".U
|
||||||
|
val REMU = "b111".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
is(Funct3.MUL) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Mul
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.MULH) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulh
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.MULHSU) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulhsu
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.MULHU) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulhu
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.DIV) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Div
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.DIVU) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Divu
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.REM) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Rem
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.REMU) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Remu
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// Implements functions for instructions of the M extension with word size
|
||||||
|
def opMw(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpMw instruction
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||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val MULW = "b000".U
|
||||||
|
val DIVW = "b100".U
|
||||||
|
val DIVUW = "b101".U
|
||||||
|
val REMW = "b110".U
|
||||||
|
val REMUW = "b111".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
is(Funct3.MULW) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulw
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.DIVW) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Divw
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.DIVUW) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Divuw
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.REMW) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Remw
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.REMUW) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Remuw
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
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Reference in New Issue
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